JPH0575306A - 誘電体フイルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体フィルタの作製作業と誘電体フィルタ
の実装作業のうち、互いに重複する部分を取り払えるよ
うにして、１回の実装作業にてメインボードに誘電体フ
ィルタを実装させると共に、誘電体フィルタの製造工程
の簡略化及び工数削減並びに誘電体フィルタを使用した
機器の小型化を図る。 【構成】 機器側のメインボード１上に機器の回路に必
要な回路パターン２を形成すると共に、誘電体フィルタ
に必要なインダクタンスＬｆや共振器の数に応じた接続
導体パターン３を形成した後、機器に必要な回路パター
ン２に電気部品（Ｌｍ及びＣｍ等）を半田付けすると共
に、接続導体パターン３間にチップコンデンサＣＣを半
田付けし、更に各接続導体パターン３上にコンタクトピ
ン４を半田付けする。その後、接続導体パターン３から
立ち上がるコンタクトピン４に共振器５を差し込んだ
後、半田付けし、更にシールドケース１６をかぶせて完
成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用移動無
線電話機や携帯用無線電話機等の帯域フィルタに関し、
特に同軸型誘電体共振器が多段に接続して構成された誘
電体フィルタ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】同軸型誘電体共振器を用いた帯域フィル
タは、小型で高い無負荷Ｑが得られることから、例えば
自動車用移動無線電話機、携帯用無線電話機（以下、携
帯電話と記す）用のアンテナ共用器（デュプレクサ）を
中心に広く用いられている。この帯域フィルタを構成す
る同軸型誘電体共振器としては、例えば１／４波長ＴＥ
Ｍモード誘電体共振器がある。

【０００３】従来の１／４波長ＴＥＭモード誘電体共振
器（以下、単に共振器と記す）を用いた帯域フィルタ
は、図６Ａに示すように、円筒形状の共振器２１を多数
個用意し、更に表面両側に導体パターンにて形成された
二つの入出力端子φ１及びφ２間に、同じく導体パター
ンにて形成されたインダクタンスＬｆと上記共振器２１
に対応した接続導体パターン２２とこの接続導体パター
ン２２間に配置されたチップコンデンサＣＣを有するプ
リント回路基板２３を用意し、このプリント回路基板２
３の接続導体パターン２２に、ばね性を有する金属製の
コンタクトピン２４を例えば半田層２５にて電気的に接
続する。

【０００４】次に、個々の共振器２１を、その貫通孔２
６内にコンタクトピン２４を挿通させて貫通孔２６内に
形成された内導体（図示せず）と例えば半田付けするこ
とにより、共振器２１と接続導体パターン２２とを電気
的に接続してフィルタを構成し、更に、図６Ｂに示すよ
うに、この帯域フィルタをシールドケース（二点鎖線で
示す）２７に収容して多段の誘電体フィルタ（帯域フィ
ルタ）２８を一つの電気部品として作製するようにして
いる。

【０００５】一方、帯域フィルタを使用する機器側で
は、図７に示すように、機器の電気回路を構成する部品
（図示の例では、インダクタンスＬｍ及びコンダクタン
スＣｍ）をメインボード２９に実装する。このとき、同
時に上記誘電体フィルタ２８も一つの電気部品として実
装され、誘電体フィルタ２８の入出力端子φ１及びφ２
をメインボード上に形成された導体パターン３０に半田
付け等により電気的に接続するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の誘電体フィルタ２８においては、誘電体フィルタ専
用のプリント回路基板２３を用意すると共に、このプリ
ント回路基板２３に所望の接続導体パターン２２やイン
ダクタンスＬｆを形成する作業、チップコンデンサＣＣ
及びコンタクトピンを実装する作業、複数個の共振器２
１をコンタクトピン２４に差し込んでプリント回路基板
２３に実装する作業（以下、総称して第１の実装作業と
記す）と、更にシールドケース２７に収容して一つの誘
電体フィルタ２８を作製した後、この誘電体フィルタ２
８をメインボード２９に電気的に接続する作業（第２の
実装作業）が必要であるため、製造工程が複雑化し、作
業効率が悪いという不都合があった。特に、上記第１及
び第２の実装作業は、その作業手順に重複する部分があ
り、無駄な部分が多かった。

【０００７】また、メインボード２９上において、誘電
体フィルタ２８が実装される領域以外の高周波の回路部
分にもシールドケース３０が取り付けられるが、実装作
業中、誘電体フィルタ２８が実装される領域に高周波回
路部分用のシールドケース３０が実装されたり、高周波
回路部分に誘電体フィルタ２８が誤って実装され易いと
いう不都合がある。

【０００８】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、上記第１及び第２の
実装作業において、互いに重複する部分を取り払い、１
回の実装作業にてメインボードに誘電体フィルタを実装
させることができ、製造工程の簡略化及び工数削減を図
ることができる誘電体フィルタ及びその製造方法を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンタクトピ
ン４を介して接続される誘電体共振器５を多段に設けて
なる誘電体フィルタにおいて、周辺回路を含む回路パタ
ーン２を有するプリント回路基板（メインボード）１上
に、上記コンタクトピン４を介して上記誘電体共振器５
を直接接続して構成する。

【００１０】また、本発明は、コンタクトピン４を介し
て接続される誘電体共振器５を多段に設けてなる誘電体
フィルタの製造方法において、プリント回路基板（メイ
ンボード）１に上記コンタクトピン４を、他の電気部品
（チップコンデンサＣＣ、インダクタンスＬｍ、コンダ
クタンスＣｍ等）と同時に実装し、その後、上記誘電体
共振器５を接続する。

【００１１】

【作用】上述の本発明によれば、周辺回路を含む回路パ
ターン２を有するプリント回路基板（メインボード）１
上に、上記コンタクトピン４を介して上記誘電体共振器
５を直接接続するようにしたので、従来から用いられて
きた誘電体フィルタ専用のプリント回路基板を必要とせ
ず、直接メインボード１に誘電体共振器５を接続して誘
電体フィルタを構成することができる。従って、誘電体
フィルタ専用のプリント回路基板に誘電体共振器５を接
続する実装作業が不要となり、製造工程の簡略化及び工
数削減を達成させることができる。

【００１２】また、メインボード１に直接誘電体共振器
５を接続した後は、シールドケース１６を実装するだけ
でよいため、高周波回路部分に誘電体フィルタが間違っ
て実装されるという不都合が回避され、作業効率の向上
を図ることができる。

【００１３】また、上記従来からの誘電体フィルタ専用
のプリント回路基板が不要になるなど部品点数が減るた
め、上記作業効率の効率、工数削減とも相俟って製造コ
ストの低廉化を図ることができると共に、誘電体フィル
タを使用した機器の小型化をも図ることができる。

【００１４】

【実施例】以下、図１〜図５を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１及び図２は、本実施例に係る１／
４波長ＴＥＭモード誘電体共振器（以下、単に共振器と
記す）を用いた多段誘電体フィルタの構成を製造工程に
即して示す工程図である。以下、順にその工程を説明す
る。

【００１５】まず、図１Ａに示すように、機器側のプリ
ント回路基板（以下、メインボード１と記す）上に機器
の回路に必要な回路パターン２を既知のパターニング技
術（例えば写真法や印刷法等）により形成すると共に、
誘電体フィルタに必要なインダクタンスＬｆや共振器の
数に応じた接続導体パターン３を同じく既知のパターニ
ング技術によって形成する。

【００１６】次に、図１Ｂに示すように、上記機器に必
要な回路パターン２の各ランドに電気部品（図示の例で
は、インダクタンスＬｍ及びコンダクタンスＣｍ）を半
田付けすると共に、誘電体フィルタに必要な接続導体パ
ターン３間にチップコンデンサＣＣを半田付けし、更に
各接続導体パターン３上にばね性のコンタクトピン４を
半田付けする。尚、各チップコンデンサＣＣ及び各コン
タクトピン４は、接続導体パターン３と例えばＳｕ−Ｐ
ｂ系高融点半田（例えばＳｕ５％、Ｐｂ９５％：溶融温
度域３００〜３１５℃）にて電気的に接続する。

【００１７】次に、図２Ａに示すように、上記接続導体
パターン３から立ち上がるコンタクトピンに共振器５を
差し込む。

【００１８】ここで、本例に係る共振器５は、図３に示
すように、軸方向に中空部（貫通孔）６を有するセラミ
ック製の誘電体コア７の外周面に例えば銀（Ａｇ）や銅
（Ｃｕ）等からなる外導体８が設けられると共に、誘電
体コア７の内周面に例えば銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）等か
らなる内導体９が設けられて構成され、更に誘電体コア
７の一端面には、外導体８と内導体９を短絡する短絡電
極１０が設けられて短絡端面１１が形成され、また、誘
電体コア７の他端面は開放端面１２が形成されている。

【００１９】そして、開放端面１２における外周と内周
間の中央部分に同心円状の溝１３が形成され、この開放
端面１２において、溝１３内に連続して導体１４が形成
されると共に、この溝１３内に形成された導体１４と上
記内導体９とを電気的に接続する中継導体１５が形成さ
れて構成されている。

【００２０】この共振器５を等価回路的に示すと、図４
に示すように、誘電体コア７、外導体８、内導体９及び
短絡電極１０でインダクタンスＬとキャパシタンスＣの
並列共振回路が構成され、この回路に溝１３内の導体１
４と外導体８とその間に存する誘電体コア７からなる付
加キャパシタンスＣａが並列に接続された共振回路とな
る。

【００２１】従って、この共振器５の場合、付加キャパ
シタンスＣａが並列に接続されているため、実効的な比
誘電率が２００〜５００程度まで飛躍的に向上させるこ
とができ、共振器５自体を小型化することが可能であ
る。

【００２２】この共振器５をコンタクトピン４に差し込
む場合は、各共振器５の開放端面１２と、対応する上記
コンタクトピン４とを対向させ、共振器５の中空部６内
にコンタクトピン４を挿通し、更に共振器５の短絡端面
１１側から中空部６内に例えばＳｕ−Ｐｂ系共晶半田
（例えばＳｕ６０％、Ｐｂ４０％：溶融温度域１８３〜
１８９℃）を注入した後、共晶半田の溶融温度にてリフ
ロー処理して、共振器５の内導体９（図３参照）とメイ
ンボード１上の接続導体パターン３とを電気的に接続す
る。

【００２３】そして、図２Ｂに示すように、シールドケ
ース１６をかぶせて本例に係る誘電体フィルタを得る。

【００２４】接続導体パターン３に接続するコンタクト
ピン４としては、図５Ａに示すように、屈曲部ａを有す
る鈎状のコンタクトピン４を用いてもよい。この場合、
コンタクトピン４中、屈曲部ａを境にして下方に折れ曲
がった部分４ａの先端を接続導体パターン３に半田付け
し、屈曲部ａを境にして上方に折れ曲がった部分４ｂ
に、共振器５を中空部６の軸方向を水平にして差し込
む。即ち横型にして差し込む。もちろん共振器５にコン
タクトピン４を差し込んだ状態でコンタクトピン４の端
部４ａを接続導体パターン３に半田付けするようにして
もよい。

【００２５】また、図５Ｂに示すように、共振器５とし
て角筒状の共振器５を用いてもよい。この場合、円筒状
の共振器よりもその実装密度を向上させることができ
る。尚、図５Ａ及び図５Ｂで示す構成においては、コン
タクトピン４に差し込まれた共振器５をメインボード１
に半田ペーストのリフロー処理にて固着するようにして
もよい。

【００２６】上述のように、本例によれば、周辺回路を
含む回路パターン２を有するメインボード１上に、ばね
性を有するコンタクトピン４を介して共振器５を直接接
続するようにしたので、従来から用いられてきた誘電体
フィルタ専用のプリント回路基板を必要とせず、直接メ
インボード１に共振器５を接続して誘電体フィルタを構
成することができる。従って、誘電体フィルタ専用のプ
リント回路基板に共振器５を接続する実装作業が不要と
なり、製造工程の簡略化及び工数削減を達成させること
ができる。

【００２７】また、メインボード１に直接共振器５を接
続した後は、シールドケース１６を実装するだけでよい
ため、高周波回路部分に誘電体フィルタが間違って実装
されるという不都合が回避され、作業効率の向上を図る
ことができる。

【００２８】また、上記従来からの誘電体フィルタ専用
のプリント回路基板が不要になるなど部品点数が減るた
め、上記作業効率の効率、工数削減とも相俟って製造コ
ストの低廉化を図ることができると共に、誘電体フィル
タを使用した機器の小型化をも図ることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る誘電体フィルタ及びその製
造方法によれば、従来行われていた誘電体フィルタ専用
のプリント回路基板に誘電体共振器を接続する作業（第
１の実装作業）とシールドケース収容後の誘電体フィル
タを機器側のメインボードに接続する作業（第２の実装
作業）の各実装作業において、互いに重複する部分を取
り払うことができ、１回の実装作業にてメインボードに
誘電体フィルタを実装させることができると共に、誘電
体フィルタの製造工程の簡略化及び工数削減並びに誘電
体フィルタを使用した機器の小型化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る１／４波長ＴＥＭモード誘電体
共振器を用いた多段誘電体フィルタの構成を製造工程に
即して示す工程図（その１）。

【図２】本実施例に係る１／４波長ＴＥＭモード誘電体
共振器を用いた多段誘電体フィルタの構成を製造工程に
即して示す工程図（その２）。

【図３】Ａは、本実施例に係る１／４波長ＴＥＭモード
誘電体共振器の構成を示す平面図。Ｂは、そのＡ−Ａ線
上の断面図。

【図４】本実施例に係る１／４波長ＴＥＭモード誘電体
共振器の等価回路図。

【図５】本実施例の他の例を示す説明図。

【図６】従来例に係る１／４波長ＴＥＭモード誘電体共
振器を用いた多段誘電体フィルタを示す構成図。

【図７】メインボードに従来の誘電体フィルタを実装し
た例を示す斜視図。

【符号の説明】

１ メインボード ２ 回路パターン ３ 接続導体パターン ４ コンタクトピン ５ 共振器 ６ 中空部（貫通孔） ７ 誘電体コア ８ 外導体 ９ 内導体 １０ 短絡電極 １１ 短絡端面 １２ 開放端面 １３ 溝 １４ 導体 １６ シールドケース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンタクトピンを介して接続される誘電
   体共振器を多段に設けてなる誘電体フィルタにおいて、 周辺回路を含む回路パターンを有するプリント基板上
   に、上記コンタクトピンを介して上記誘電体共振器が直
   接接続されていることを特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 コンタクトピンを介して接続される誘電
   体共振器を多段に設けてなる誘電体フィルタの製造方法
   において、 プリント基板に上記コンタクトピンを、他の電気部品と
   同時に実装し、その後、上記誘電体共振器を接続するこ
   とを特徴とする誘電体フィルタの製造方法。